龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会 打洞，这说明生物具有____的现象。 遗传 一猪生九仔，连母十个样，这说 明生物具有______的现象。 变异

生物界中的变异现象

生物界中的变异现象

什么叫“生物的变异”？ 是指亲子间和子代个体间的差异。 变异能否遗传？ 是否所有的变异都能遗传给后代？

复习思考 1．主要的遗传物质是__________。 2．决定生物性状的基本单位是__________。 DNA 基因

思考讨论 　严格地讲，世界上有没有两个完全相同的生物？ 为什么？

生物的表现 基因型 表现型 环境 讨论一：三者之间的关系是怎样的？在它们之间填写内容？

生物的变异 讨论二：变异的类型有哪些？ （不能遗传的变异） 表现型 基因型 环境 （改变） （改变） （改变） （遗传的变异） 单击画面继续 表现型　　　 基因型　　　　 环境　　　 （改变） （改变） （改变） （遗传的变异） 讨论二：变异的类型有哪些？ 单击画面继续 一些变异性状

= + 表现型 基因型 环境 变异的类型： 可遗传的变异 不遗传的变异 （改变） （改变） （改变） 诱因 基因突变 基因重组 三种来源： 由环境不同引起，遗传物质没有改变，不能进一步遗传给后代。 不遗传的变异 = + 表现型 基因型 环境 （改变） （改变） （改变） 可遗传的变异 诱因 由遗传物质发生了改变，其后代将继承这种改变。 基因突变 基因重组 染色体变异 三种来源： 讨论：是不是环境因素引起的变异就一定不能遗传呢？

第5章 基因突变及其他变异 第1节 基因突变和基因重组 第5章 基因突变及其他变异 第1节 基因突变和基因重组 电白县第四中学 蔡伟

一.基因突变 动一下脑:为什么会出现这样的性状? 基因突变的例子 1910年，赫里克医生的诊所来了一位黑人病人，病人脸色苍白，四肢无力，是严重的贫血病患者。医生使用所有能治疗贫血病的药物，但对这个病人无效。对病人做血液检查时发现，红细胞在显微镜不是正常的圆饼形，而是又长又弯的镰刀形，称镰刀状细胞贫血症。 动一下脑:为什么会出现这样的性状?

　　　1949年，美国鲍林博士首先意识到，红细胞中血红蛋白分子的异常引起红细胞变形. 　　　血红蛋白究竟出了什么问题？

为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？ 1956年，英国科学家英格拉姆发现镰刀型细胞贫血症患者血红蛋白的肽链上，有一处的谷氨酸被缬氨酸取代。 正常 异常 …－脯氨酸－谷氨酸－谷氨酸—… …－脯氨酸－缬氨酸－谷氨酸 —… 　　　为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？

镰刀型细胞贫血症病因分析 DNA的碱基对发生了替换 红细胞 圆饼状 镰刀型 血红蛋白 正常 异常 氨基酸 谷氨酸 缬氨酸 GAA GUA 红细胞 圆饼状 镰刀型 血红蛋白 正常 异常 氨基酸 谷氨酸 缬氨酸 GAA GUA mRNA CTT CAT DNA GAA GTA

思考 DNA中碱基对的替换可以引起DNA结构的改变,从而引起生物性状的改变.那么如果发生碱基对的增添或缺失,是否也可能引起生物性状的改变呢?

C C G C G G C G A T A T DNA片段 替换 缺失 A T C C G C T A G G C G C C G C G G C G A T C C G C T A G G C G 增添 C C G C G G C G A T A C C G C T G G C G 碱基对的增添、缺失或改变，改变了遗传信息。

正常 碱基对替换 A T C C G C ··· T A G G C G ··· A A C C G C ··· DNA T T G G C G ··· A U C C G C ··· A A C C G　C··· mRNA 异亮氨酸 精氨酸 天冬酰氨 精氨酸

正常 碱基对缺失 A T C C G C ··· T A G G C G ··· A C C G C ··· T G G C G ··· DNA A U C C G C ··· A C C G C ··· mRNA 异亮氨酸 精氨酸 苏氨酸 丙氨酸

正常 碱基对增添 A T C C G C ··· A T A C C G C ··· DNA T A G G C G ··· T A T G G C G ··· A U C C G C ··· A U A C C G　C··· mRNA 异亮氨酸 精氨酸 异亮氨酸 脯氨酸

基因突变的实例——碱基数目增减 +G此处插入一个碱基对 突变前 --ATG-GAT-ATC-CTC-GGG-TAA-- DNA --TAC-CAT-TAG-GAG-CCC-ATT-- --ATG-GAT-ATC-CTC-GGG-TAA-- DNA mRNA：-AUG-GAU-AUC-CUC-GGG-UAA- 肽链： 起始---缬---异亮---亮---甘---终止 突变后 --TAC-CCA-TTA-GGA-GCC-CAT-- --ATG-GGA-TAT-CCT-CGG-GTA-- DNA mRNA：-AUG-GGA-UAU-CCU-CGG-GUA- 肽链： 起始---甘---天冬---脯---精---缬--- 突变的概念 单击画面继续

正常 碱基对替换 A T C C G C ··· T A G G C G ··· A T T C G C ··· DNA T A A G C G ··· A U C C G C ··· A U U C G C··· mRNA 异亮氨酸 精氨酸 异亮氨酸 精氨酸

A 例:自然界中, 一种生物某一基因及突变基因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如下: 正常基因 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 正常基因 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 突变基因 1 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 突变基因 2 精氨酸 亮氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 突变基因 3 精氨酸 苯丙氨酸 苏氨酸 酪氨酸 丙氨酸 根据上述氨基酸序列确定这 3 种突变基因 DNA 分子的改变是 A.突变基因1和2为一个碱基的替换,突变基因3为一个碱基的增添 B.突变基因2和3为一个碱基的替换,突变基因1为一个碱基的增添 C.突变基因1为一个碱基的替换,突变基因2和3为一个碱基的增添 D.突变基因2为一个碱基的替换,突变基因1和3为一个碱基的增添 A

(08广东生物)25．如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对 (08广东生物)25．如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对.可能的后果是（多项选择） A．没有蛋白质产物 B．翻译为蛋白质时在缺失位置终止 C．所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸 D．翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化

基因突变的概念 由于DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变.就叫做基因突变.

讨论 1.由于碱基对的改变，是否一定会引起 蛋白质的改变？ 2、基因突变发生的时期？ 3、基因突变都会遗传给后代吗？取决于？

基因突变的时间： 细胞分裂的间期 DNA在进行复制时发生错误或由于某种原因断裂后进行修复时发生错误。 不遵循遗传规律 A.有丝分裂间期 体细胞中可以发生基因突变 但一般不能传给后代（产生性原细胞时可以） B.减数第一次分裂间期 遵循遗传规律 产生生殖细胞可以发生基因突变 可以通过受精作用直接传给后代

基因突变的结果： 基因突变是染色体上某一个位点上基因的改变，使一个基因变成它的等位基因。 例 如 3 小麦从高秆变成矮秆 1 2 基因A 　　基因突变的结果： 　　基因突变是染色体上某一个位点上基因的改变，使一个基因变成它的等位基因。 例 如 3 小麦从高秆变成矮秆 1 2 基因A 外界因素诱导 （DNA分子复制时） 碱基序列改变 遗传信息改变 突 　变 基因a1或a2…

基因突变的原因 物理因素 外部因素 化学因素 病毒因素 内部因素 紫外线 X射线 其它各种辐射 亚硝酸 碱基类似物 苯环类似物 复制偶发错误 致癌物质有亚硝酸胺，石棉，3,4-苯并芘，黄曲霉素，苯，甲苯，二甲苯，甲醛，苏丹红，丙烯酰胺，孔雀石绿、萘、铅，硫酸钴，硝基苯，硝基甲烷等。 外部因素 其它各种辐射 亚硝酸 碱基类似物 苯环类似物 化学因素 病毒因素 复制偶发错误 碱基组成改变 内部因素

精典例题 1、在一个DNA分子中如果插入了一个碱基对，则 B.不能翻译 C.在转录时造成插入点以前的遗传密码改变 2、若某基因原为303对碱基，现经过突变，成为 300个碱基对，它合成的蛋白质分子与原来基因合成的蛋白质分子相比较，差异可能为　　　　　 A．只相差一个氨基酸，其他顺序不变 B．长度相差一个氨基酸外，其他顺序也有改变 C．长度不变，但顺序改变 D．A、B都有可能

基因突变的特点 普遍性 如: 棉花 正常枝——短果枝 随机性----个体发育的任何时期和部位 不定向性----产生一个以上的等位基因 普遍性 如: 棉花 正常枝——短果枝 果蝇 红眼——白眼 长翅——残翅 家鸽 羽毛白色——灰红色 人 正常色觉——色盲 正常肤色——白化病 随机性----个体发育的任何时期和部位 不定向性----产生一个以上的等位基因 自然状态下,突变率很低---- 10-5_10-8 等位基因是如何产生的？一个基因可以向不同方向发生突变，产生一个以上的等位基因。但是，每一个基因的突变都只能限定在其相对性状的范围内，不会超出限制。

基因突变的特点 突变频率低 小资料 基 因 突变率 大肠杆菌组氨酸缺陷型基因 2 × 10 －６ 果蝇的白眼基因 4 × 10 － 5 基 因 突变率 大肠杆菌组氨酸缺陷型基因 2 × 10 －６ 果蝇的白眼基因 4 × 10 － 5 果蝇的褐眼基因 3 × 10 － 5 玉米的皱缩基因 1 × 10 －６ 小鼠的白化基因 1 × 10 － 5 人类色盲基因 小资料

思考 基因突变对于该生物本身来说是有害还是有利? 答: 大多数是有害的,因为基因突变可能 破坏生物体与环境的协调关系,导致生物 体不能适应环境.

基因突变的意义 产生新基因 生物变异的根本来源 生物进化的原始材料

小结： 基因突变的概念: 基因突变的原因: 基因突变的特点: 基因突变的意义:

“一猪生九仔，连母十个样”，这种个体的差异，主要是什么原因产生的? 基因重组

基因重组 1.基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合。 基因重组是通过 有性生殖 过程实现的

2 类型: ①基因的自由组合: 非同源染色体上的非等位基因的组合. ②基因的互换: 同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生局部互换. ③重组DNA技术：通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，在生物体外重组，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的性状。

3、意义: 通过有性生殖实现基因重组为生物变异提供了极其丰富的来源,是生物多样性的重要原因之一. 比如说，一对具有20对等位基因（这20对等位基因分别位于 20对同源染色体上）的生物进行杂交时，F2可能出现的表现型就有220=1048576种。 重组DNA技术（转基因技术）

基因重组能否产生新的基因？ 控制不同性状的基因重新组合，不产生新基因，可形成新的基因型。 发生时期：有性生殖过程中。 特点是：非常丰富。

课 堂 练 习 1. 一种植物在正常情况下只开红花，但偶然会出现一朵白花，如果将白花种子种下去，它的后代全部开白花，出现这种现象的原因是( ） A. 自然杂交 B. 自然选择 C. 基因突变 D. 基因重组 C 2. 进行有性生殖的生物其亲子代之间总是存在着一定的差异的主要原因是 （ ） A. 基因重组 B. 基因突变 C. 染色体变异 D. 生活条件改变 A

3. 下列有关基因突变的说法，不正确的是( ) A. 自然条件下，一种生物的突变率是很低的 B. 生物所发生的基因突变一般都是有利的 C 3.下列有关基因突变的说法，不正确的是( ) A. 自然条件下，一种生物的突变率是很低的 B. 生物所发生的基因突变一般都是有利的 C. 基因突变在自然界的中广泛存在 D. 基因突变可产生新的基因，是生物变异的 主要来源 B 4. 利用激光对DNA进行修复，生物学上称之为 （ ） A. 基因突变 B. 基因重组 C. 基因互换 D. 染色体变异 A

a1 A a2 a3 D 5. 下图中，基因A与a1a2a3之间的 关系，不能表现的是 ( ) A. 基因突变是不定向的 关系，不能表现的是 ( ) A a2 D A. 基因突变是不定向的 B. 等位基因的出现是基因突变的结果 C. 正常基因与致病基因可以转化 D. 图中基因的遗传遵循自由组合定律 a3

⑴在一次实验中，经测定只发现鸟氨酸和瓜氨酸，而没有精氨酸。产生此现象的可能原因是 （ ） 致使（ ) 基因Ⅲ发生突变，酶Ⅲ缺乏 6. 下图所示某一红色链孢霉合成精氨酸过程： 基因Ⅰ　　 基因Ⅱ　　　 基因Ⅲ 酶Ⅰ　　　　酶Ⅱ　　　　酶Ⅲ 某化合物 鸟氨酸 瓜氨酸 精氨酸 ⑴在一次实验中，经测定只发现鸟氨酸和瓜氨酸，而没有精氨酸。产生此现象的可能原因是 （　　　　　　　　　　　　　　　　　　） 致使（　　　　 ) 基因Ⅲ发生突变，酶Ⅲ缺乏 不能形成精氨酸 ⑵如果酶Ⅰ和酶Ⅲ正常，酶Ⅱ活性丧失则能否合成 鸟氨酸和精氨酸? (　　　　　　　　　　　　 ） 原因是（　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　)　 能合成鸟氨酸不能合成精氨酸 酶Ⅱ失活，鸟氨酸不能合成瓜氨酸，因此精氨酸的合成缺乏原料。

再见

基因与性状之间的关系 基因 性状 RNA DNA 蛋白质 转录 翻译 基因型 表现型 决定 结构基因 结构蛋白 调节基因 细胞结构 细胞代谢 逆转录 RNA DNA 蛋白质 转录 翻译 DNA复制 RNA复制 基因 性状 基因型 表现型 决定 结构基因 结构蛋白 调节基因 细胞结构 细胞代谢 酶或激素 性状 直接控制作用 间接控制作用 表达 信息 选择信息

利用手术去掉鱼尾纹后显得美丽动人，她的后代会出现鱼尾纹吗？

引起突变的原因-----人类史上的灾难 战争与生态破坏 一九四五年八月六日，美国为迫使日本迅速投降，在日本广岛投掷了人类史上第一颗原子弹。当场炸死七万余人，负伤失踪者五万余人。八月九日，美国又在日本长崎投下第二颗原子弹，造成九万五千人伤亡。原子弹迅速结束了第二次世界大战，也拉开了人类核灾难的序幕。当地居民长期受到辐射远期效应的影响，肿瘤、白血病的发病率明显增高，对人们的健康和生存造成很大威胁。 战争与生态破坏

引起突变的原因-----人类史上的灾难 一九八六年四月二十六日凌晨，前苏联乌克兰境内切尔诺贝利核电站发生大爆炸。前后已有近万人死于这起事故，数十万人受到辐射伤害。造成直接经济损失数十亿美元，间接经 济损失数千亿美元。其后患将会影响人类一百年，是已知的世界 最大核事故。这次事故在世界上造成的巨大影响，使各国重新考虑核能的安全性并加强了这方面的国际合作。

基因突变的特点 ②随机性 植物的个体发育 开花结果的植株 胚 幼苗 具根茎叶的植株 分化出花芽的植株 受精卵 ①基因突变发生在生物个体发育的什么时期？哪些细胞能发生基因突变？ ②基因突变发生的时期与突变性状在生物体的表现部位及范围大小有没有关系？有什么关系？ 突变发生的时间越早，表现突变的部分越多，突变发生的时期越晚，表现突变的部分越少。

非同源染色体上的 非等位基因自由组合 A a B b A a b B Ab和aB AB和ab 上一页

同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换 a A A a b B b B